نميل إلى التفكير في الكتلة الفائقة الثقوب السوداء مثل الأشياء الثابتة نسبيًا – الجلوس هناك في منتصف مجرة بينما يدور كل شيء آخر حولها.
لكن هذا ليس هو الحال دائمًا ، ولدى علماء الفلك الآن أفضل دليل على وجود ثقب أسود فائق الكتلة لا يتحرك عبر الكون فحسب ، بل يتحرك في مجرته الخاصة. لديه النمل في سرواله والسحرة في سراويله الداخلية ، وعلى الرغم من عدم وضوح السبب ، فإن التفسيرات المحتملة مثيرة حقًا.
“لا نتوقع أن تتحرك غالبية الثقوب السوداء فائقة الكتلة ؛ فهي عادة ما تجلس فقط” ، أوضح عالم الفلك دومينيك بيسكي من مركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية.
“إنها ثقيلة جدًا بحيث يصعب البدء بها. ضع في اعتبارك مدى صعوبة رمي كرة البولينج في الحركة بدلاً من ضرب كرة القدم – مع العلم أنه في هذه الحالة ، فإن كرة البولينج تساوي عدة ملايين من المرات كتلة شمسنا. ستتخذ ركلة قوية جدًا “.
اصطياد ثقب أسود فائق الكتلة ليس بالأمر الهين. لا يمكن العثور عليها إلا في خلجان شاسعة من الفضاء ، تبعد ملايين إلى مليارات السنين الضوئية ؛ عند هذه المسافات ، فإن عزل حركة الجسم – حتى لو كان ذلك الجسم عبارة عن ثقب أسود فائق الكتلة – في مجرة بأكملها يمثل تحديًا.
اعتقد Pesce وفريقه أنهم قد يكونون محظوظين بنوع من نواة المجرة يسمى megamaser. إنه نوع من الثقب الأسود فائق الكتلة النشط مع قرص متراكم من الغاز والغبار محقون فيه ، مما يولد كميات كبيرة من الحرارة والضوء.
باستخدام الميجامازر ، هناك عنصر إضافي لهذه الصيغة: جزيئات مثل الهيدروكسيل والماء والفورمالديهايد والميثين التي تعزز سطوع النواة في أطوال موجات الميكروويف.
باستخدام تقنية تسمى Super Long Base Interferometry ، والتي تجمع بين الملاحظات من مجموعة من هوائيات التلسكوب الراديوي لإنشاء طبق مراقبة ضخم بشكل فعال ، يمكن قياس سرعات الميجامايزر بدقة شديدة.
من خلال دراسة المياه العملاقة على وجه الخصوص ، كان Pesce وزملاؤه يأملون في أن يكونوا قادرين على تحديد الثقوب السوداء الهائلة التي تتحرك بسرعة مختلفة عن سرعة المجرة من حولهم.
سألنا: هل سرعات الثقوب السوداء هي نفسها سرعات المجرات التي يقيمون فيها؟ قال. “نتوقع أن يكون لديهم نفس السرعة. وإلا فهذا يعني أن الثقب الأسود قد تعرض للاضطراب.”
ألقى الفريق نظرة فاحصة على 10 megamasers ، قارن بيانات سرعة الثقب الأسود بملاحظات المجرة بأكملها. من المؤكد أن تسعة منهم حققوا توقعاتنا من وجود ثقوب سوداء هائلة الحجم مخبأة في مركز المجرة ، مثل العنكبوت في شبكة الإنترنت.
ومع ذلك ، أظهر أحدهم سلوكًا مختلفًا. تحتوي المجرة الحلزونية J0437 + 2456 ، التي تقع على بعد حوالي 228 مليون سنة ضوئية ، على ثقب أسود فائق الكتلة تبلغ كتلته حوالي 3 ملايين ضعف كتلة الشمس ، والتي يبدو أنها تتحرك بسرعة مختلفة تمامًا عن بقية المجرة.
وفقًا لتحليل الفريق ، تبلغ سرعة الثقب الأسود الهائل حوالي 4810 كيلومترًا في الثانية (2990 ميلًا في الثانية). من ناحية أخرى ، يبدو أن الهيدروجين المحايد للمجرة يتراجع بسرعة 4910 كيلومترات في الثانية. وفقًا لملاحظات حركات النجوم والغاز ، تبلغ سرعة المنطقة الداخلية من المجرة 4860 كيلومترًا في الثانية.
نظرًا لأن كل هذه المقاييس تختلف اختلافًا كبيرًا عن بعضها البعض ، وتبدو بنية سرعة المجرة بأكملها معقدة جدًا ، فمن الصعب تحديد سبب تأرجح كل شيء هناك.
هناك عدة تفسيرات محتملة. قد تكون المجرة في طريقها لمقابلة جسم هائل آخر ، مثل مجرة أخرى. كان من الممكن أن يصطدم الثقب الأسود الهائل بثقب أسود آخر فائق الكتلة ، مما يولد ركلة ارتداد دفعت الثقب الأسود إلى خارج موضعه ؛ وميض يمكن أن يكون المجرة والثقب الأسود يتعافى.
أو يمكن أن يكون للثقب الأسود رفيق ثنائي غير مرئي ، حيث يدور الجسمان حول مركز ثقل مشترك في قلب المجرة.
“على الرغم من كل التوقعات بضرورة وجود الثقوب السوداء هناك بكثرة ، فقد كافح العلماء لتحديد أمثلة واضحة للثقوب السوداء فائقة الكتلة” ، قال بواسون.
“ما قد نراه في المجرة J0437 + 2456 هو أحد هذين الزوجين من الثقوب السوداء ، والآخر يظل مخفيًا عن ملاحظاتنا الراديوية نظرًا لافتقارها إلى انبعاث مايزر.”
سواء كانت ركلة ارتداد أو رفيق ثنائي ، فسيكون ذلك خبرًا رائعًا للفيزياء الفلكية. هناك الكثير من الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها حول الثقوب السوداء الهائلة ، مثل كيف تصبح كبيرة جدًا وما إذا كانت ثنائيات الثقوب السوداء فائقة الكتلة يمكنها إغلاق الفرسخ النهائي للمسافة بينهما. يمكن أن تساعد الأدلة الثنائية للثقب الأسود الهائل والاندماج في الإجابة على هذه الأسئلة.
هذه أيضًا أخبار رائعة بالنسبة لنا هنا في مجرة درب التبانة: نظرًا لأننا على بعد بضعة مليارات من السنين من اندماج مجري ، هناك فرصة ضئيلة جدًا لأن يتطور ثقبنا الأسود الهائل ، القوس A * في أي وقت قريب. الرغبة في السفر .
يأمل الفريق في إجراء المزيد من الملاحظات للمجرة ونواتها الخاصة في محاولة لتضييق سبب سلوكها الغريب.
تم نشر البحث في مجلة الفيزياء الفلكية.
